水电站水工混凝土施工中裂缝的成因及应对措施

水电站水工混凝土施工中裂缝的成因及应对措施
发布时间：2021-06-01T01:47:04.596Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第4期作者：纪长位
[导读] 由于混凝土变形和施工等一系列问题，使得混凝土出现开裂。

在正常情况下，微裂缝是无害的，不会对混凝土结构的泄漏防护、承重和其他功能造成威胁。

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摘要：由于混凝土变形和施工等一系列问题，使得混凝土出现开裂。

在正常情况下，微裂缝是无害的，不会对混凝土结构的泄漏防护、承重和其他功能造成威胁。

但是，在受到温差和负载的影响后，微裂纹继续膨胀和连接，最终形成明显的裂纹。

在本文中，就水电站而言，我们将详细分析水工混凝土裂缝的原因，并提出了防治裂缝产生的措施，希望能够给相关人员提供一些参考。

关键词：水工混凝土；施工；裂缝；原因；防止措施；修补方法
混凝土的开裂问题很普遍，特别是在水利工程的建设中，混凝土的开裂问题几乎到处都有。

即使谨慎施工并采取各种预防措施，混凝土裂缝也会不时发生。

温度应力变化是混凝土大体积开裂的主要原因之一，因此它对控制混凝土的施工温度具有重要意义。

由于温度引起的混凝土开裂分为两种情况：首先，混凝土水泥材料在施工过程中会产生水化热引起混凝土开裂；其次，当项目施工进行时，温度变化对工程结构的应力状态有很大的影响，这是不容忽视的。

当前水电站的混凝土工程中最经常出现的主要问题是施工过程中的温度裂缝。

一、水工混凝土裂缝的成因
根据产生原因分为：外部载荷（在施工和使用期间的动载荷和静载荷），变形发生（不均匀沉降，温度和湿度变形等）的变化太大；施工作业（生产、脱模、维护、吊装、装载、运输等）不当会导致裂缝。

水工建筑物出现混凝土开裂的原因分类如下：（1）大容量混凝土结构在水合作用过程中会产生大量的水合作用热量，并且不易散发，从而导致混凝土内部和外部之间存在温差;（2）较厚的混凝土组件，由于塑性塌陷而导致的裂缝；（3）由于混凝土的热膨胀和收缩而发生体积膨胀和收缩，在外部约束的情况下，混凝土的内部温度应力由于该约束而发生，但抗拉强度不高，并且由于温度引起的拉应力而易于开裂，最后，形成温度开裂；（4）当混凝土与水混合时，活性骨料二氧化硅与水泥中的碱性物质发生反应，使胶体碱性硅胶沉淀，从周围环境吸收水分，膨胀后，体积增加了3倍，导致混凝土破裂；（5）如果在炎热大风的天气中，混凝土表面的水迅速蒸发，则内部水化热量太高，浇筑数小时后仍为塑料状，容易出现收缩并引起破裂；（6）由于超载产生裂缝（例如在负载或均匀负载的作用下，组件内部有内力弯矩，导致组件中会出现裂纹；组件通过在更大的剪切力的作用下产生斜向裂纹，然后会向上和向下膨胀；结构沉降的基础不均匀而引起裂缝）；（7）如果由于混凝土保护层的厚度，钢筋混凝土结构处于不利的环境（例如侵蚀性水环境）中，因保护层厚度不够，尤其是密实性不好，溶于水中的氧和空气中氯离子会腐蚀钢筋，产生的氧化铁体积比原始金属体积大得多，当锈蚀量增加时，周围的混凝土挤压，导致混凝土膨胀开裂。

二、控制温度，防止裂缝的有效措施
混凝土结构中最常见的裂缝是不同深度的表面裂缝，主要原因是混凝土结构的表面和内部之间的温差太大。

另外，由于寒冷气候中突然的温度下降，很容易发生裂缝。

因此，混凝土保温可以有效地防止混凝土表面的过早开裂。

仅在温度应力方面，混凝土绝缘必须满足以下要求：混凝土内部和外部的温差太大，以至于无法避免表面开裂；防止混凝土过冷，混凝土施工时的最低温度高于混凝土施工时的温度。

为了防止水电站的混凝土开裂并减少温度应力，必须考虑三个方面：
1.控制混凝土的温度
控制混凝土温度的措施包括选择干燥的混凝土，并添加混合物，增塑剂或引气剂。

在炎热天气下浇筑混凝土时，适当减小浇筑层的厚度，可以使用浇筑层达到散热的目的。

当通过在混凝土结构中埋入冷却水管，混凝土结构的内部温度急剧下降时，应在混凝土表面采取隔热措施以防止混凝土表面温度的快速变化。

经过长时间暴露的混凝土薄壁结构和浇筑块状混凝土必须保温，以防止内部和表面之间的温差过大。

2.改善约束条件
改善约束条件的措施包括：合理划分混凝土结构以防止地基的过度波动；合理放置混凝土浇筑工艺以防止高度差异和长时间的侧面暴露；改善混凝土性能并增加表面抵抗力以防变干。

3.加强混凝土的早期养护
混凝土的早期养护的主要目的是通过保持适当的温度和湿度条件来达到两种效果。

换句话说，它防止了混凝土的变形和收缩以及低温收缩，并且使水泥的水合顺利进行以实现抗裂性。

三、水工混凝土工程中常见裂缝的修补措施
1.开槽法
物料和比例——砂：28，水泥：12.5，环氧树脂：10，聚硫橡胶：3。

首先，将晒干的沙子和水泥按一定比例混合。

然后环氧树脂和聚硫化橡胶也按比例混合，与已经混合的沙子和水泥混合，并保持搅拌。

最后，用适量的丙酮将混合的灰浆稀释至适当的浓度。

从开始搅拌砂浆到嵌入混凝土裂缝，该过程应在30分钟内完成，之后立即用水进行维护。

2.低压注浆法
低压注浆通常用于修复宽度在0.2mm-0.3mm范围内的混凝土裂缝。

修复过程为清理裂缝、渗漏测试、注浆液压力注浆、二次注浆、表面清洁。

如果有很多裂缝，先用医用胶带将其粘在裂缝上，然后用刷子将注浆来回浸泡以密封裂缝，然后大约10分钟后，取下胶带并安装注浆喷嘴。

用键密封缝隙。

如果固化后外围出现裂纹，则必须用注浆反复修补，以防止注浆泄漏。

3.表面覆盖法
施工时，首先用钢丝刷使混凝土表面粗糙以除去表面上的沉积物，用水冲洗并完全干燥，最后用树脂填充混凝土表面的孔，接下来对修复材料进行表面处理。

除了上述混凝土裂缝修补方法外，还有混凝土更换法等，在施工过程中，有必要根据项目的具体情况选择合适的维修方法。

结束语
综上所述，为了防止水电站水工混凝土开裂，必须选择水化热低的水泥，减少水泥用量，并提供良好的表面隔热和结构冷却以防止渗漏。

在实际施工过程中，有必要根据项目的具体情况采取适当的有效措施。

参考文献
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